SMW工法连续墙.doc

SMW工法连续墙
一. SMW工法概要
1.SMW是Soil Mixing Wall的缩写。SMW工法连续墙于1976年在日本问世，据统计，至1993年7月，该法在日本各地施工已达1216万m2，约合800万m3,约占全日本用各种工法施工地下连续墙的50%左右。该法已在我国台湾地区以及泰国等东南亚国家和美国、法国许多地方广泛应用。
　 2.SMW工法是日本一家中型企业--成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利。该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。
　 3.SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机(如图一)，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
　 4.SMW工法连续墙的经济指标：
　　SMW工法连续墙的造价，目前在日本约为15000日元/m2,约合人民币2600元/m3左右，钢材用量约为200Kg/m3,如以500m周长的两层地下室的基坑围护为例，约需钢材500t左右。

ZKD85A-3型三轴搅拌桩机（图一）

二. SMW工法连续墙的工作原理
　　本基坑支护设计主要采用了SMW工法连续墙与型钢立柱加钢管支撑的结构形式。SMW工法是以水泥土搅拌桩体作为基坑围护的一种施工方法，该法通过特殊的多轴深层搅拌机在施工现场按设计深度将土体切散，同时从其钻头前端将水泥浆强化剂注入土体，并使之与原位土体反复混合搅拌，然后在水泥土未硬化之前插入H型钢或钢板桩作为应力加强材料，直至水泥土硬结。在施工平面上，桩与桩之间重叠搭接，在地下形成一个抗渗性好、刚度大，同时又由于H型钢的强度，能承受较大水平土压力的地下壁体。在地下结构施工结束后拔出H型钢回收再利用。这种结构由于经济合理地利用了深层搅拌桩和H型钢的优点，同时拔出回收H型钢又可带来巨大的效益，所以具有构造简单、止水性能好、工期短、造价低、环境污染小等优点，特别适合城市中的深基坑工程。
　 .SMW工法施工顺序如下：1、导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。2、置放导轨。3、设定施工标志。4、SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌。5、置放应力补强材（H型钢）6、固定应力补强材。7、施工完成SMW.

三、围护结构形式的比较
　　目前，上海地区深基坑围护墙体采用的结构形式一般都为地下连续墙（单墙或双墙），工程造价均较高，对环境的影响、污染均较大。与之相比较，SMW工法有如下优点：

　　 （1）在现代城市修建的深基坑工程，经常靠近建筑物红线施工SMW工法在这方面具有相当优势，其中心线离建筑物的墙面80厘米即可施工。
　　 （2）地下连续墙由自身特性决定，施工时形成大量泥浆需外运处理，而SMW工法仅在开槽时有少量土方外运。
　 （3）SMW工法构造简单，施工速度快，可大幅缩短工期。
（4）SMW工法作围护结构与主体结构分离，主体结构侧墙可以施工外防水，与地下连续墙相比结构整体性和防水性能均较好，可降低后期维护成本。

四、关键技术的处理
　　H型钢水泥土搅拌桩支护结构的施工关键在于搅拌桩制作，以及H型钢的制作和打拔。

　　1、搅拌桩制作
　　与常规搅拌桩比较，要特别注重桩的间距和垂直度。施工垂直度应小于1％，以保证型钢插打起拔顺利，保证墙体的防渗性能。
　　注浆配比除满足抗渗和强度要求外，尚应满足型钢插入顺利等要求。

　　2、保证桩体垂直度措施
　　（1）在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上；
　　（2）在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求；
　　（3）用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直；
　　（4）施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。

　　3、保证加固体强度均匀措施

　　（1）压浆阶段时，不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩，则在向下钻进50厘米后再喷浆提升；
　　（2）采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60％，第二次喷浆量控制在40％；严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度；

　　（3）搅拌头下沉到设计标高后，开启灰浆泵，将已拌制好的水泥浆压入地基土中，并边喷浆边搅拌约1-2分钟；
　　（4）控制重复搅拌提升速度在0.8-1.0米/分以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌；
　　（5）相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度；
（6）预搅时，软土应完全搅拌切碎，以利于与水泥浆的均匀搅拌。

　　4、型钢的制作与插入起拔
　　施工中采用工字钢，对接采用内菱形接桩法。为保证型钢表面平整光滑，其表面平整度控制1‰以内，并应在菱形四角留Φ10小孔。
　　型钢拔出，减摩剂至关重要。型钢表面应进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂，搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。且搅拌桩顶制作围檩前，事先用牛皮纸将型钢包裹好进行隔离，以利拔桩。

　　型钢应在水泥土初凝前插入。插入前应校正位置，设立导向装置，以保证垂直度小于1％，插入过程中，必须吊直型钢，尽量靠自重压沉。若压沉无法到位，再开启振动下沉至标高。

　　型钢回收。采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升，使其松动，然后采用振动锤，利用振动方式或履带式吊车强力起拔，将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。

　　五、SMW工法的主要特点
　　1、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
　　2、钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，它比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s
3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用，Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。
　　4、可成墙厚度550-1300毫米，常用厚度600毫米；成墙最大深度目前为65米，视地质条件尚可施工至更深。
5、所需工期较其他工法短，。在一般地质条件下，为地下连续墙的三分之一。
6，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2
　　7、废土外运量远比其他工法少。
8. 能同时挡土和止水，占用施工场地小。施工速度较快。无振动、无噪声、无泥浆污染。型钢可拔出回收再用。

实践证明该工程采用SMW工法施工是可行的。由于四周可不作防护，型钢又可回收，造价明显降低，加快了工程进度，取得了良好的经济和社会效益。

学 院：职业技术学院
专 业：07级建筑工程技术
姓 名：常建杰
学 号：07201489
指导教师：张俊友
日 期：2009.4.20